基于FPGA的行间转移面阵CCD驱动电路设计

　　
　　1、引言

　　电荷耦合器件（CCD）是一种光电转换式图像传感器，它将图像信号直接转换成电信号。由于CCD具有集成度高、低功耗、低噪声、测量精度高、寿命长等诸多优点，因此在精密测量、非接触无损检测、文件扫描与航空遥感等领域中得到了广泛的应用。面阵列CCD成像器件分为全帧转移（FullFrame）CCD、帧转移（Frame.Transfer）CCD、行间转移（InterlineTransfer）CCD三种类型。行间转移CCD中的成像区与存储区呈列交错，因此不需要机械快门，速度最快且能连续成像；同时在真正的成品中，会在每个像素上加微透镜从而弥补了填充因子小的缺点。典型的消费级的相机，一般用的都是行间转移CCD。

　　CCD器件需要驱动脉冲信号才能正常工作，而驱动电路就为CCD提供所需的时序逻辑和相关的电压信号，所以驱动电路的研制就显得十分的重要。CCD的驱动电路主要由供电模块、驱动器电路和驱动时序产生电路三部分组成。常用的几种CCD驱动时序产生方法包括：中小规模数字逻辑电路驱动方法、使用只读存储器方法、微处理器或数字信号处理器（DSP）、使用可编程逻辑器件，CPLD或FPGA等。本文中驱动时序采用第三种方法可编程逻辑器件FPGA来实现。

　　KAI-0340是Kodak公司生产的一款行间转移型面阵CCD，单（双）通道输出可选择（本文中选用单通道输出模式）。主要的性能参数如下：

　　具有以下特征：

　　·水平、垂直均为两相驱动，其中一相垂直转移时钟为三电平

　　·电子快门

　　·低暗电流、高灵敏度